就在中國的最新型超級計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”(以下簡稱“太湖之光”)前不久趕超中國蟬聯(lián)六屆TOP500全球超算冠軍的“天河二號”，成為全球運(yùn)算速度最快的超級計(jì)算機(jī)(以下簡稱超算)，全世界就對中國這一“神秘機(jī)器”充滿高度關(guān)注與好奇，坊間還傳出各種各樣有關(guān)國家超級計(jì)算無錫中心(以下簡稱無錫超算中心)以及它擁有的“太湖之光”的傳聞，國內(nèi)外超算業(yè)界與媒體也在不斷通過公開與私下的渠道搜集著“太湖之光”的點(diǎn)滴新聞。到底這個(gè)神秘的“超級運(yùn)算巨無霸”什么樣？而擁有這一超級機(jī)器的“機(jī)窩”（業(yè)內(nèi)對于超算中心的昵稱）又是什么樣呢？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者幾經(jīng)聯(lián)系，日前終于走進(jìn)全球最強(qiáng)超算——“太湖之光”的“機(jī)窩”無錫超算中心一探究竟。

全球最強(qiáng)“機(jī)窩”的低調(diào)程度超乎想象

很多人可能認(rèn)為運(yùn)營著全球最強(qiáng)超算的無錫超算中心一定非常高大上，但《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者從無錫高鐵站下車之后，幾乎橫穿了整個(gè)無錫市，才在無錫西南方向一個(gè)并不是很起眼的科技園區(qū)內(nèi)找到無錫超算中心的所在地。而它所在的大樓也非常低調(diào)，門口并沒有擺放或掛設(shè)任何表明身份的標(biāo)識，只是在大堂正中墻壁上掛著的一個(gè)液晶屏上顯示：國家超級計(jì)算無錫中心歡迎您。而在液晶屏的右側(cè)是一個(gè)需要指紋開鎖才能進(jìn)入的玻璃門，上面寫著國家超級計(jì)算無錫中心，后來記者才知道這就是通往“太湖之光”機(jī)房的大門。而在保持低調(diào)的同時(shí)，這個(gè)國家級第六大超算中心的簡樸程度也讓《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者大吃一驚。在乘坐電梯前往無錫超算中心當(dāng)家人楊廣文主任的辦公室時(shí)，記者看到電梯廂體上的保護(hù)材料還沒有拆除，而楊廣文辦公用的轉(zhuǎn)椅底座上竟然還保留著出廠時(shí)的塑料泡沫。

談起無錫超算中心的成立，楊廣文的自豪之情溢于言表。據(jù)他介紹，“十二五”期間，科技部支持了兩個(gè)十億億次級的超算項(xiàng)目，其中一個(gè)是先期啟動(dòng)的“天河二號”項(xiàng)目，而后在2014年，“太湖之光”也在科技部正式立項(xiàng)，2014年底就已完成原型機(jī)的驗(yàn)證，而在2015年底就已經(jīng)完成“太湖之光”系統(tǒng)的研制與組裝。由于當(dāng)時(shí)科技部的要求是建“全球一流的超級計(jì)算機(jī)和全球一流的超算中心”，所以在超算研制完成的同時(shí)，超算中心也就成立了。

用兩年左右的時(shí)間就能研制出世界第一的超算，這個(gè)速度是不是太驚人了？楊廣文回應(yīng)稱，“太湖之光”的具體研制時(shí)間雖然短，但它之前經(jīng)過了很長時(shí)間的技術(shù)預(yù)研。它采用的是國家“核高基”重點(diǎn)科技專項(xiàng)支持的由國家高性能集成電路設(shè)計(jì)中心通過自主核心技術(shù)開發(fā)的全國產(chǎn)“申威”CPU。“申威”系列的技術(shù)路線比較明晰而穩(wěn)定，而且采用上一代“申威”CPU的“神威藍(lán)光”超算為“太湖之光”的發(fā)展做了很好的鋪墊和嘗試。沒有它，“太湖之光”也就不會(huì)那么快研制出來。

那這個(gè)世界一流的“機(jī)窩”又有哪些優(yōu)勢呢？楊廣文表示，因?yàn)楫?dāng)時(shí)中國最高水平的超算“天河二號”采用的是美國英特爾公司的“至強(qiáng)”處理器，所以國家希望能采用另一種技術(shù)路線來研制新的超算，從布局之初的思路就是要打造擁有全國產(chǎn)架構(gòu)、自主可控軟硬件的新超算，因此無錫超算中心最大的優(yōu)勢就是擁有全部自主的核心技術(shù)，還有一個(gè)優(yōu)勢就是“太湖之光”從原型機(jī)研制階段就開始與應(yīng)用方一起討論互動(dòng)，否則也不可能在首次奪得TOP500冠軍時(shí)，就有三大應(yīng)用入圍世界高性能計(jì)算應(yīng)用最高獎(jiǎng)——“戈登貝爾”獎(jiǎng)提名，而此時(shí)距離“太湖之光”完成研制還不到半年時(shí)間。

零距離探訪“太湖之光”

隨后《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者被允許進(jìn)入無錫超算中心最核心的區(qū)域——“太湖之光”的機(jī)房。所有進(jìn)入機(jī)房區(qū)域的人員都必須穿上防塵鞋套，墻壁上到處貼著禁止拍照攝像的標(biāo)識。不過，據(jù)楊廣文介紹，這些都是在今年6月TOP500榜單發(fā)布之前貼出來的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)“太湖之光”還處于嚴(yán)格保密階段，6月20日機(jī)器發(fā)布后，整個(gè)無錫超算中心無論對于國內(nèi)外同行，還是有意合作的應(yīng)用方，都抱著一種開放的態(tài)度。記者在整個(gè)采訪過程中也深刻體會(huì)到這一點(diǎn)，記者采訪時(shí)，還遇到廣州番禺區(qū)的代表正在進(jìn)行參觀，據(jù)介紹，“天河二號”所在的廣州超算中心就位于番禺區(qū)。記者還目睹了好幾撥外國的專家與相關(guān)企業(yè)到這里尋求合作。

在機(jī)房外面，以實(shí)物形式展示了“太湖之光”采用的申威眾核處理器，單個(gè)處理器看起來非常小巧，大概就是一個(gè)相機(jī)SD存儲(chǔ)卡那么大，但它所蘊(yùn)藏的運(yùn)算潛力以及全部國產(chǎn)的技術(shù)含金量，不亞于一塊鉆石，而正是這一個(gè)個(gè)小鉆石排列在一起構(gòu)成了“太湖之光”峰值運(yùn)算速度每秒12.54億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒9.3億億次的全球最強(qiáng)運(yùn)算能力。走進(jìn)機(jī)房內(nèi)部，首先映入《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者眼簾的是三組巨大的機(jī)柜，中間一組機(jī)柜的正面用中文寫著巨大的神威太湖之光，在每個(gè)機(jī)艙上也用中文與拼音寫著這一名字。而在機(jī)箱的上部邊緣還有著不斷閃爍的LED光條，這些光條總體上是藍(lán)色的，但每隔幾秒會(huì)出現(xiàn)紅色、綠色或者黃色光條的快速律動(dòng)。《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者提出“這些光條顏色的變化是代表超算的運(yùn)算狀態(tài)嗎？”，楊廣文表示，這和超算的運(yùn)算狀態(tài)完全沒有關(guān)系，只是為了展示一種比較神秘的科技感效果。

據(jù)楊廣文介紹，該機(jī)房的面積約1000平方米，三組機(jī)柜是以0、1、0的順序擺放，其中兩個(gè)“0”是由每組20個(gè)機(jī)艙組成的運(yùn)算設(shè)備，中間的“1”是由8個(gè)機(jī)艙構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(用來實(shí)現(xiàn)處理單元的互聯(lián)互通)，一共加起來是48個(gè)機(jī)艙。記者提出，機(jī)柜之所以以“0、1、0”的順序擺放是不是因?yàn)橛?jì)算機(jī)的代碼就是由0和1組成的，楊廣文說，主要是這方面的考慮，當(dāng)然也同時(shí)考慮空間的充分利用和布局的整體效果。

工作人員隨機(jī)打開一個(gè)機(jī)艙，看起來很像一個(gè)寬體式家用雙開門冰箱，而里面排列著密密麻麻的運(yùn)算單元?jiǎng)t很像抽拉式檔案柜。據(jù)介紹，每個(gè)機(jī)艙里面有4組超節(jié)點(diǎn)，每組超節(jié)點(diǎn)有32塊運(yùn)算插件板，每個(gè)插件板上有8個(gè)CPU，而這8個(gè)CPU的運(yùn)算能力就可以達(dá)到每秒25萬億以上，所以一個(gè)機(jī)艙的運(yùn)算能力是3.2千萬億次，相當(dāng)于“神威藍(lán)光”整體運(yùn)算能力的3.2倍。記者又走到機(jī)柜的后面，看到這些運(yùn)算設(shè)備除了連接著大量網(wǎng)線外，每組運(yùn)算單元上都接著兩根水管，據(jù)介紹，這是用來冷卻運(yùn)算設(shè)備的重要組成部分，而這一水冷技術(shù)是“神威系列”超算的一大特點(diǎn)，它可以充分保證對高速運(yùn)轉(zhuǎn)芯片的降溫效果，這一技術(shù)對于未來中國研制下一代百億億次級超算也將帶來巨大的幫助，因?yàn)榘賰|億次級超算高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量可以通過這種方式很好地降溫。

那這么強(qiáng)大的運(yùn)算機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)起來是不是噪音很大呢？記者在一進(jìn)入機(jī)房就聽到一種不太吵人的嗡嗡聲，記者以為這是超算運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，不過工作人員向記者介紹，這其實(shí)是環(huán)境空調(diào)出風(fēng)的聲音，超算本身基本不產(chǎn)生噪音。記者在貼近機(jī)柜時(shí)，確實(shí)基本聽不到機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，只有水冷設(shè)備工作時(shí)非常輕微的流水聲。

中國造“太湖之光”只為拿世界第一？

中國超算的發(fā)展長久以來一直受到關(guān)注，但外界對于這個(gè)很燒錢的戰(zhàn)略項(xiàng)目也有不少質(zhì)疑，其中很重要的一個(gè)依據(jù)就是中國花大價(jià)錢造出了全球性能最好的超算，但在應(yīng)用方面卻“吃不飽”，甚至有用“十車道高速路上跑著很少的車輛”來形容中國超算性能與應(yīng)用水平之間的關(guān)系。對此楊廣文認(rèn)為，在21世紀(jì)頭幾年，中國的超算應(yīng)用能力確實(shí)比較弱，但在2005年之后，則進(jìn)入一個(gè)快速成長期，主要是因?yàn)槌阍絹碓绞艿娇蒲袉挝慌c產(chǎn)業(yè)的重視，從事超算的人才也越來越多。而國家“十一五”布局的那幾臺機(jī)器出來之后，中國超算的應(yīng)用水平得到了極大的提升。目前中國的有些超算可能處于“吃不飽”的狀態(tài)，但這可能是與中國超算的運(yùn)營思路有關(guān)，國內(nèi)的發(fā)展趨勢是機(jī)器牽引著應(yīng)用走。這就要看國家是基于什么來考慮發(fā)展超算了，如果是想要讓國家的重點(diǎn)基礎(chǔ)研究、核心裝備研發(fā)甚至產(chǎn)業(yè)發(fā)展都用上超算，那超算的需求是無止境的。所以只要是根據(jù)國家的這種戰(zhàn)略需求來發(fā)展，就完全不用擔(dān)心“太湖之光”跑不滿。

據(jù)楊廣文介紹，按照目前的統(tǒng)計(jì)，“太湖之光”半年來的利用率已經(jīng)超過50%，目前已經(jīng)累計(jì)擁有超過50多項(xiàng)應(yīng)用，比6月獲得世界冠軍時(shí)又增加了10多項(xiàng)，目前有一些重大項(xiàng)目正在“太湖之光”上進(jìn)行全機(jī)測試，比如獲得了“戈登貝爾”獎(jiǎng)的三大應(yīng)用，還有一些應(yīng)用目前正在“太湖之光”上一邊進(jìn)行小規(guī)模測試，一邊排隊(duì)等待更大規(guī)模應(yīng)用的檔期。目前，包括國家氣象局等多個(gè)國家專業(yè)機(jī)構(gòu)與研究院所都在“太湖之光”上開展應(yīng)用研究，并進(jìn)一步與無錫超算中心尋求全面合作，因此我們完全不擔(dān)心“太湖之光”跑不滿，因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)有不少應(yīng)用方開始排隊(duì)了。目前最核心的問題不是如何讓它跑滿，而是如何把它用好，可以多出重量級的成果。此外，需要考慮在擁有大量科研用戶的同時(shí)，如何能夠培養(yǎng)更多有意愿長期合作且需求旺盛的產(chǎn)業(yè)界用戶。

對于“太湖之光”正在開展或未來將有哪些重大應(yīng)用項(xiàng)目的提問，楊廣文表示，科研用戶都有自己的應(yīng)用軟件，所以依托“太湖之光”強(qiáng)大的運(yùn)算能力開展研究，完全沒有問題。除此之外，這些運(yùn)算能力如何為江蘇省這個(gè)制造大省帶來幫助也是他們正在考慮的一個(gè)重要應(yīng)用方向。國家提出“中國制造2025”計(jì)劃，而江蘇的蘇南制造對于國家的制造業(yè)轉(zhuǎn)型具有風(fēng)向標(biāo)式的意義，我們也希望能更好地支持當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)的發(fā)展，將無錫超算中心建成江蘇省一個(gè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心。他表示，目前，中國制造業(yè)有一個(gè)很大的問題就是大部分應(yīng)用軟件都是國外的商用軟件，而在這方面無錫超算中心也在布局，同時(shí)還在汽車制造業(yè)、船舶制造、新藥研發(fā)等方面開展研究。《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者在無錫超算的應(yīng)用成果展示區(qū)看到，中國航空、航天的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)目前正與無錫超算合作進(jìn)行C919大飛機(jī)多種飛行狀態(tài)的模擬，天宮系列航天飛行器的飛行狀態(tài)模擬。山東的一家公司還在利用“太湖之光”的超強(qiáng)能力進(jìn)行動(dòng)漫制作，據(jù)介紹，這樣不僅可以制作出更加逼真的動(dòng)漫渲染效果，而且可以大幅縮短制作周期。未來很有可能會(huì)看到依托“太湖之光”運(yùn)算能力制作出的國產(chǎn)動(dòng)畫大片。

楊廣文還還介紹了他們快速提升超算應(yīng)用水平的兩大經(jīng)驗(yàn)。他說，如果能夠在超算研制初期就開始布局應(yīng)用，將大大提高應(yīng)用水平，“太湖之光”之所以在這么短的時(shí)間內(nèi)，就能有目前這么高的利用率，就是因?yàn)椴捎昧诉@樣的操作模式。“我們在機(jī)器研制過程中就充分與應(yīng)用方進(jìn)行互動(dòng)，充分考慮他們的需求，在設(shè)備組裝過程中，則是每增加一個(gè)機(jī)柜，都使用應(yīng)用課題進(jìn)行系統(tǒng)的功能與性能測試，穩(wěn)定后直接提供應(yīng)用使用，而不是全部組裝完成之后才開始應(yīng)用。”他認(rèn)為，設(shè)備研制的同時(shí)就布局應(yīng)用可能是未來中國超算發(fā)展的一個(gè)很重要的經(jīng)驗(yàn)。而超算是一個(gè)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，需要一大批多領(lǐng)域?qū)＜壹性谝黄鸸餐邪l(fā)，但如果全靠超算中心自己來招聘人才將是難以承受的。所以無錫超算中心正在運(yùn)作一種全新的機(jī)制：與應(yīng)用部門共同成立專題聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，比如流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、新藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、汽車碰撞實(shí)驗(yàn)室等。而聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的主任由應(yīng)用方的學(xué)科帶頭人來擔(dān)當(dāng)，就是要讓相關(guān)領(lǐng)域最強(qiáng)的專家來引領(lǐng)這一聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的工作，而無錫超算中心則利用全球最強(qiáng)的運(yùn)算能力為他們提供支持，并指導(dǎo)與協(xié)助進(jìn)行程續(xù)移植，自主研發(fā)大型并行應(yīng)用軟件。此外，還可以與有需求的企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)應(yīng)用軟件。這樣超算中心不用招聘那么多的應(yīng)用人才，而是需求方帶著他們自己的應(yīng)用軟件與研究團(tuán)隊(duì)到無錫超算中心一起工作，這就好像一個(gè)個(gè)項(xiàng)目組的概念。

今年長江中下游的洪澇災(zāi)害很嚴(yán)重，北京前不久也發(fā)生了嚴(yán)重的暴雨，那“太湖之光”在天氣預(yù)報(bào)與災(zāi)害預(yù)警方面有些什么應(yīng)用前景嗎？楊廣文介紹，這是目前正在進(jìn)行的非常重要的應(yīng)用方向，目前無錫超算中心和清華大學(xué)正在合作研制全球最大的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬器，從全球角度研究氣候變化，為防災(zāi)減災(zāi)、霧霾治理以及國際氣候談判提供數(shù)據(jù)支撐，目前在“太湖之光”計(jì)算能力的支持下，實(shí)現(xiàn)了全球10公里的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬。雖然無錫超算中心目前沒有直接參與今年的災(zāi)害預(yù)警，但未來這方面將是研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。災(zāi)害預(yù)警方面將與國家氣象、環(huán)保部門合作，而且空氣質(zhì)量監(jiān)測方面的研究也正在進(jìn)行。“我們不僅提供機(jī)器，還會(huì)邀請國內(nèi)相關(guān)專業(yè)的專家一起來進(jìn)行研究，比如氣象、海洋等等，基于這些研究成果，還會(huì)開發(fā)一些應(yīng)用系統(tǒng)，比如糧食預(yù)警，可利用“太湖之光”預(yù)測未來洪澇或者旱情對糧食產(chǎn)量的影響”。楊廣文介紹稱。

楊廣文表示，隨著國家對于海洋權(quán)益的關(guān)注，這方面的研究也是未來無錫超算中心的一大重點(diǎn)方向。目前主要是和國家海洋局合作的高分辨率海浪數(shù)值模擬，這個(gè)項(xiàng)目也是今年入圍“戈登貝爾”獎(jiǎng)的三個(gè)項(xiàng)目之一，關(guān)注點(diǎn)是對全球海浪變化規(guī)律的研究，對于中國周邊的重點(diǎn)海域也會(huì)有針對地進(jìn)行研究。據(jù)他介紹，還有一系列近海預(yù)報(bào)等應(yīng)用也在“太湖之光”上運(yùn)行，總體而言，國家海洋口在無錫超算已經(jīng)有了布局，目前的相關(guān)合作單位有國家海洋局、國家氣象局以及海洋大學(xué)等。現(xiàn)在合作的海洋單位的相關(guān)研究已經(jīng)應(yīng)用在中國相關(guān)海域的具體實(shí)踐中了。據(jù)他介紹，“太湖之光”還有可能會(huì)應(yīng)用于代表未來“黑科技”發(fā)展方向的研究領(lǐng)域，比如“人造小太陽”，也就是核聚變發(fā)電的相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)方面的模擬。